[發(fā)明專利]基于旋轉(zhuǎn)觸探測試技術(shù)的基礎(chǔ)沉降變形計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610149817.4
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105804042B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬;許再良;李國和;齊春雨;陳新軍
• 申請（專利權(quán)）人: 鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司
• 主分類號: E02D1/08
• 分類號: E02D1/08
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)12214
• 代理人: 陳昌娟,田陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于旋轉(zhuǎn)觸探測試技術(shù)的基礎(chǔ)沉降變形計算方法。

背景技術(shù)

基礎(chǔ)沉降變形計算是巖土工程設(shè)計中的一項重要研究內(nèi)容。目前，各行業(yè)規(guī)范及工程實踐中主要采用分層總和法計算基礎(chǔ)沉降變形，計算所需的土體壓縮模量主要通過鉆探取樣進行室內(nèi)土工試驗方法獲得。但據(jù)目前的勘察水平,深層地基土的壓縮模量很難準確測定,因為原狀土樣的采取受到很大限制,特別是粉性土、砂土擾動程度更大，導(dǎo)致地基土的壓縮模量偏小或失真。因而，造成基礎(chǔ)沉降變形計算結(jié)果與工程實際變形監(jiān)測結(jié)果往往偏差較大。

原位測試是在地基土體的原位應(yīng)力狀態(tài)和天然含水率保持不變、原生結(jié)構(gòu)不受或少受擾動的條件下，測試地基土體的物理力學(xué)特性。相比鉆探取樣室內(nèi)土工試驗測試方法，原位測試結(jié)果更能真實地反映地基土體的物理力學(xué)特性。目前，主要通過建立原位測試結(jié)果與土體壓縮模量之間的經(jīng)驗公式，間接利用原位測試技術(shù)開展基礎(chǔ)沉降變形計算，尚無直接應(yīng)用原位測試結(jié)果開展基礎(chǔ)沉降變形計算方法，限制了原位測試技術(shù)在基礎(chǔ)沉降變形計算方面的應(yīng)用和發(fā)展。

旋轉(zhuǎn)觸探技術(shù)(包括專利號為ZL200610014315.7，名稱為“巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探的測試方法及其專用設(shè)備”的發(fā)明專利；專利號為ZL200710059769.0、發(fā)明名稱為“巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探車”的發(fā)明專利；專利號為ZL200710059768.6、發(fā)明名稱為“巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探的專用鉆頭”的發(fā)明專利)是鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司自主研發(fā)的新型原位測試方法，其將鉆探取樣探測深度大和靜力觸探測試數(shù)據(jù)連續(xù)、直觀、重復(fù)性好等優(yōu)點有機結(jié)合起來，采用無纜觸探技術(shù)，通過研發(fā)旋轉(zhuǎn)觸探專用鉆頭，增加測試旋轉(zhuǎn)扭矩、水壓力傳感器，利用液壓裝置使旋轉(zhuǎn)觸探錐頭旋轉(zhuǎn)并勻速貫入地層中，測記旋轉(zhuǎn)貫入過程中旋轉(zhuǎn)觸探錐頭所受到的貫入阻力、旋轉(zhuǎn)扭矩、排土水壓力，旋轉(zhuǎn)觸探錐頭貫入速度和轉(zhuǎn)速，綜合反映地層土體物理力學(xué)性質(zhì)的變化。目前，已開展直接應(yīng)用旋轉(zhuǎn)觸探測試結(jié)果劃分地層及確定土類定名、確定鉆孔灌注樁極限承載力等應(yīng)用研究，但目前尚無直接應(yīng)用旋轉(zhuǎn)觸探測試結(jié)果開展基礎(chǔ)沉降變形計算的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有基礎(chǔ)沉降計算方法及旋轉(zhuǎn)觸探技術(shù)工程應(yīng)用中所存在的問題，本發(fā)明提出一種基于旋轉(zhuǎn)觸探測試技術(shù)的基礎(chǔ)沉降變形計算方法，其目的在于，直接應(yīng)用旋轉(zhuǎn)觸探測試結(jié)果，結(jié)合基礎(chǔ)附加荷載大小開展基礎(chǔ)沉降計算。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于旋轉(zhuǎn)觸探測試技術(shù)的基礎(chǔ)沉降變形計算方法，包含以下步驟：

S1：場地旋轉(zhuǎn)觸探測試；

S2：旋轉(zhuǎn)觸探測試數(shù)據(jù)處理；

S3：確定基礎(chǔ)沉降影響深度z；

S4：計算基礎(chǔ)深度影響系數(shù)λ；

S5：計算基底應(yīng)力影響因子I_i；

S6：確定基礎(chǔ)深度影響范圍內(nèi)各地層土體旋轉(zhuǎn)觸探比功及變形模量因子a_i、b_i和c_i；

S7：通過公式計算基礎(chǔ)最終沉降量；

式中，ψ為沉降經(jīng)驗修正系數(shù)，λ為基礎(chǔ)深度影響系數(shù)，Δp為相應(yīng)于作用的準永久組合時基底附加應(yīng)力(MPa)，k為沉降影響深度范圍內(nèi)劃分的地層數(shù)，I_i為第i地層地基土體基底應(yīng)力影響因子，為第i地層地基土體旋轉(zhuǎn)觸探比功平均值(MPa)，a_i、b_i、c_i為與土性相關(guān)的第i地層土體變形模量因子，Δz_i為第i地層地基土體厚度。

進一步，S1中場地旋轉(zhuǎn)觸探測試包括測試旋轉(zhuǎn)觸探錐頭勻速貫入地層中隨深度連續(xù)變化的錐頭阻力，單位為MPa；旋轉(zhuǎn)扭矩，單位為MN·m；貫入速度，單位為m/s；轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/s；并記錄旋轉(zhuǎn)觸探錐頭底面積，單位為m²。

進一步，S2中旋轉(zhuǎn)觸探測試數(shù)據(jù)處理包括應(yīng)用旋轉(zhuǎn)觸探測試結(jié)果劃分地層、確定地層土類名稱和計算各地層旋轉(zhuǎn)觸探指標平均值。其中所述各地層旋轉(zhuǎn)觸探指標的平均值包括：各地層旋轉(zhuǎn)觸探錐頭阻力平均值單位為MPa；各地層旋轉(zhuǎn)觸探錐頭貫入速度平均值單位為m/s；各地層旋轉(zhuǎn)觸探錐頭轉(zhuǎn)速平均值單位為轉(zhuǎn)/s；各地層旋轉(zhuǎn)觸探錐頭旋轉(zhuǎn)扭矩平均值單位為MN·m。